JP7227479B2 - 情報処理装置及び画像分割プログラム - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置及び画像分割プログラムに関する。

設計図などが紙図面などでしか提供されていない場合、その図面の情報をコンピュータ上で再利用するために、スキャナなどを用いた図面のデジタル化が行われている。
また、機構図面など１つの図面に複数の部品が描かれている場合、各部品に関する線分データを部品ごとに個別に扱えるようにするため、従来、人がマウスなどを用いてコンピュータの画面上で目視により複数の部品に関する線分データを部品ごとに分割していた。

なお、従来、画像に含まれるオブジェクトの形状輪郭線を複数に分割して符号化する際、分割点で領域に隙間ができ、領域内を着色するときに色が領域の外部にもれだすことを防ぐために、形状輪郭線を膨張させる技術があった（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００１－３５１１１０号公報

目視により複数の部品に関する線分データを部品ごとに分割する作業は、図面の枚数や部品数が増大するにしたがって煩雑となり、分割の誤りが発生する可能性が高まる。そこで、コンピュータに自動的に複数の部品に関する線分データを部品ごとに分割させればよいが、以下のような問題がある。コンピュータによる図形分割のための画像処理方法の１つとして、連続する複数の線分を１つの固まりとして抽出する方法がある。しかし、機構図面などには部品の形状を表す形状線とその部品の寸法線が含まれており、これらは分離して描かれることが多く、これらを１つの固まりとして抽出することができない。各線分を膨張させて形状線と寸法線を接触させて１つの固まりとして認識できるようにしてもよいが、部品ごとに適切な膨張量が異なる場合があり、一律の膨張量を設定した場合、分割誤りが生じる可能性がある。

１つの側面では、本発明は、複数の部品に関する線分データを部品ごとに分割する際の分割誤りの発生を抑制可能な情報処理装置及び画像分割プログラムを提供することを目的とする。

１つの実施態様では、複数の部品が描画された図面を変換したデジタルデータである図面データに基づいて、前記複数の部品の何れかに関する１または連続する複数の線分をそれぞれ囲う複数の矩形領域を生成し、設定された膨張量に基づいて、前記複数の矩形領域のそれぞれに含まれる各線分を膨張させ、膨張後の前記各線分に基づいて、前記複数の矩形領域を更新するとともに、前記各線分の膨張によって互いに接触する線分を含む矩形領域同士を統合し、前記各線分を膨張させる膨張処理を所定回数以上続けて行っても、各膨張処理の前の面積に対する面積増加率が閾値以下である矩形領域に含まれる前記各線分についての膨張前の線分データを抽出する、処理部と、前記閾値を記憶する記憶部と、を有する情報処理装置が提供される。

また、１つの実施態様では、画像分割プログラムが提供される。

１つの側面では、複数の部品に関する線分データを部品ごとに分割する際の分割誤りの発生を抑制できる。

第１の実施の形態の情報処理装置の一例を示す図である。 第２の実施の形態の情報処理装置のハードウェア例を示すブロック図である。 情報処理装置の機能例を示すブロック図である。 分割処理の手順の一例を示すフローチャートである。 紙図面の一例を示す図である。 ２値化処理及びノイズ除去処理後の図面データの一例を示す図である。 粒子処理を説明する図である。 図６に示した図面データに対する粒子処理結果の例を示す図である。 膨張処理後の粒子処理例を示す図である。 膨張処理が行われていないときに生成される矩形領域と左上頂点の位置の変化の許容範囲の例を示す図である。 １回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 ２回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 ３回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 ４回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 ５回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 上記各膨張処理前後の粒子処理によって生成される矩形領域についての情報の例を示す図である。 膨張画素数と面積との関係の例を示す図である。 膨張画素数と面積増加率との関係を示す図である。 図面データに対して適切に決定された各分割対象領域の例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の情報処理装置の一例を示す図である。

情報処理装置１０は、処理部１０ａと記憶部１０ｂを有する。
処理部１０ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサである。ただし、処理部１０ａは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの特定用途の電子回路を含んでもよい。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを実行する。たとえば、画像分割プログラムが実行される。なお、複数のプロセッサの集合を「マルチプロセッサ」または単に「プロセッサ」ということがある。

処理部１０ａは、複数の部品が描画された図面を変換したデジタルデータである図面データに基づいて、複数の部品に関する線分データを部品ごとに分割させる分割処理を行う。図面データは、たとえば、図１に示すように、図面データを取得する図面データ取得装置１１から供給される。図面データ取得装置１１は、たとえば、スキャナまたは撮像装置などである。

なお、処理部１０ａが、図面データ取得装置１１から供給される画面データに対して、分割処理の前に、２値化処理やノイズ除去処理を行ってもよい。また、図面データが記憶部１０ｂに記憶されている場合には、処理部１０ａは記憶部１０ｂから図面データを読み出してもよい。

記憶部１０ｂは、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置、または、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置である。記憶部１０ｂは、たとえば、後述する閾値や、処理部１０ａが実行するプログラムなどを記憶する。

処理部１０ａは、以下のような分割処理を行う。処理部１０ａは、図面データに基づいて、複数の部品の何れかに関する１または連続する複数の線分をそれぞれ囲う複数の矩形領域を生成する。そして、処理部１０ａは、設定された膨張量に基づいて、複数の矩形領域のそれぞれに含まれる各線分を膨張させ、膨張後の各線分に基づいて複数の矩形領域を更新するとともに、各線分の膨張によって互いに接触する線分を含む矩形領域同士を統合する。処理部１０ａは、このような処理を繰り返し、各線分を膨張させる膨張処理を所定回数以上続けて行っても、各膨張処理の前の面積に対する面積増加率が閾値以下である矩形領域に含まれる各線分についての膨張前の線分データを抽出する。

１つの部品に関する線分（形状線や寸法線など）は近接していることが多く、また、ある部品に関する線分は、他の部品に関する線分とは位置的に比較的離れていることが多い。そのため、ある回数の膨張処理により１つの部品に関する線分が１つの矩形領域内に収まった後、さらに膨張処理が行われた場合、面積増加率は小さくなる。このため、膨張処理を所定回数続けて行っても矩形領域の面積があまり変化しないとき（面積増加率が閾値以下のとき）、その矩形領域内に１つの部品に関する線分が含まれているものとみなすことができる。

図１には、分割処理の一例の様子が示されている。
紙図面１２には、２つの部品１２ａ，１２ｂの形状（輪郭）を表す形状線と、部品１２ａ，１２ｂについての寸法を表す寸法線が描画されている。このような紙図面１２から変換され、図面データ取得装置１１から供給される図面データに対して、処理部１０ａは、上記のような矩形領域の生成処理（以下、粒子処理と呼ぶ場合もある）を行う。部品１２ａ，１２ｂのそれぞれの形状線と寸法線とは分離して描かれているため、それぞれ異なる矩形領域が生成される。図１の例では、部品１２ａに関して矩形領域１３ａ，１３ｂが生成され、部品１２ｂに関して矩形領域１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが生成されている。

処理部１０ａは、矩形領域１３ａ～１３ｅのそれぞれに含まれる各線分を膨張させる。図１の例では、各線分を３画素膨張させた例が示されている。処理部１０ａは、膨張処理後に各矩形領域の更新や統合を行う。図１の例では、３画素膨張の結果、矩形領域１３ａ，１３ｂに含まれている形状線と寸法線とが接触するため、矩形領域１３ａ，１３ｂは統合されて、矩形領域１４ａが生成されている。矩形領域１３ｃ～１３ｅのそれぞれに含まれる各線分は、３画素膨張を行っても矩形領域１３ｃ～１３ｅの間での接触は生じない。そのため、統合は生じず、矩形領域１３ｃ～１３ｅは、それぞれ膨張処理によって面積が広がり、矩形領域１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに更新されている。

図１の例では、各線分がさらに３画素膨張され、６画素膨張とした例が示されている。６画素膨張の結果、矩形領域１４ａに含まれている各線分は、他の矩形領域に含まれている各線分とは接触しない。そのため、統合は生じず、矩形領域１４ａは、膨張処理によって面積が広がり、矩形領域１５ａに更新されている。一方、矩形領域１４ｂ～１４ｄに含まれる線分は、６画素膨張の結果、矩形領域１４ｂ～１４ｄの線分との間での接触が生じ、矩形領域１４ｂ～１４ｄは統合されて、矩形領域１５ｂが生成されている。

図１の例では、各線分がさらに３回、３画素膨張され、９画素膨張、１２画素膨張、１５画素膨張とした例が示されている。９画素膨張、１２画素膨張では、統合は生じず、矩形領域１５ａは、膨張処理によって面積が広がり、矩形領域１６ａ、矩形領域１７ａに順に更新され、矩形領域１５ｂも同様に面積が広がり、矩形領域１６ｂ、矩形領域１７ｂに更新される。１５画素膨張としたとき、矩形領域１７ａ，１７ｂに含まれる線分が膨張により互いに接触するため、矩形領域１７ａ，１７ｂは統合されて、矩形領域１８が生成されている。

処理部１０ａは、上記のような粒子処理と膨張処理とを行うとともに、各膨張処理による各矩形領域の面積増加率ΔＳＲを算出し、面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下であるか否かを判定する。

図１では、部品１２ａについての形状線が含まれる矩形領域（ハッチングが施されている矩形領域）の面積増加率ΔＳＲと、閾値ＴＨとの比較例が示されている。部品１２ａについての形状線が含まれる矩形領域の面積が大きく変化する最初の膨張処理における面積増加率ΔＳＲは、閾値ＴＨよりも大きいが、その後の３回の膨張処理における面積増加率ΔＳＲは閾値ＴＨ以下となっている。５回目の膨張処理における面積増加率ΔＳＲは、矩形領域１７ａ，１７ｂの統合が行われるため、大きな値となり、閾値ＴＨより大きくなっている。

処理部１０ａは、膨張処理を所定回数以上続けて行っても、面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下である矩形領域に含まれる各線分についての膨張前の線分データを抽出する。たとえば、３回以上続けて膨張させても、面積増加率ΔＳＲがＴＨ以下である矩形領域から線分データを抽出する場合、図１の例では、１２画素膨張を行ったときの矩形領域１７ａが、分割（抽出）対象領域となる。

たとえば、処理部１０ａは、矩形領域１７ａ内の各線分を１２画素分縮小した線分データを抽出する。また、処理部１０ａは、矩形領域１７ａ内の線分と、膨張処理を行う以前の図面データとの論理積処理を行うことで、両データにおいて位置が重なる線分についての線分データを抽出するようにしてもよい。

なお、処理部１０ａは、３回以上続けて膨張させても面積増加率ΔＳＲがＴＨ以下である矩形領域があるとき、面積増加率ΔＳＲがＴＨ以下である初回の膨張処理後の矩形領域やそれ以降の膨張処理後の矩形領域を分割対象領域としてもよい。図１の例では、処理部１０ａは、矩形領域１５ａや矩形領域１６ａを分割対象領域としてもよい。矩形領域１７ａと面積があまり変わらない矩形領域１５ａ，１６ａは、矩形領域１７ａと同じ部品についての全線分を含んでいる可能性が高いためである。

処理部１０ａは、抽出した線分データを、図示しない表示装置に表示してもよいし、他の部品についての線分データとは区別して、記憶部１０ｂに記憶してもよい。なお、図面データにおける線分データは、画素値の配列によって表せる。たとえば、線分の部分（黒い部分）の画素値は０、線分以外の部分（白い部分）の画素値は２５５である。

なお、処理部１０ａは、以下のように分割対象領域を決定してもよい。ある膨張処理により、ある矩形領域がΔＳＲ＞ＴＨとなるか、またはその矩形領域が他の矩形領域に統合される場合があるものとする。その場合、処理部１０ａは、その矩形領域が以前の膨張処理において所定回数以上続けてΔＳＲ≦ＴＨであったときに、ΔＳＲ＞ＴＨとなるか他の矩形領域に統合される膨張処理の直前の矩形領域を分割対象領域としてもよい。

たとえば、上記所定回数が２回である場合、図１において、部品１２ｂの形状線を含む矩形領域１７ｂは、１５画素膨張としたときに、矩形領域１７ａと統合される。しかし、矩形領域１５ｂからの２回の膨張処理のそれぞれについての面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下である場合、矩形領域１７ｂも分割対象領域となる。

なお、上記の例では各線分を３画素ずつ膨張させる例を示したが、この値に限定されるものではない。膨張量や、上記所定回数の値は、図面のサイズや、各部品の形状線と寸法線との間隔や、複数の部品に関する線分の、各部品間での空白の広さなどに応じて適宜設定される。また、処理部１０ａは、膨張量を自動的に変えてもよい。たとえば、処理部１０ａは、ある回数の膨張処理を行っても、ΔＳＲ＞ＴＨとならない場合に、膨張させる画素数を増加させて分割処理が促進されるようにしてもよい。

また、閾値は、たとえば、予め設定される分割対象領域の最小面積や、最大アスペクト比、膨張量などに基づいて、予め処理部１０ａにより計算され、記憶部１０ｂに記憶される。

以上のような第１の実施の形態の情報処理装置１０では、粒子処理と膨張処理を繰り返したとき、面積増加が安定している（所定回数以上続けて面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下）である矩形領域を分割対象領域としている。このため、部品ごとに適切な膨張量のときに分割対象領域が決定される。つまり分割対象領域が最適化される。これにより、複数の部品に関する線分データを部品ごとに分割する際の分割誤りの発生を抑制できる。

（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態の情報処理装置のハードウェア例を示すブロック図である。
情報処理装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＨＤＤ２３、画像信号処理部２４、入力信号処理部２５、媒体リーダ２６、通信インタフェース２７、インタフェース２８を有する。上記ユニットは、バスに接続されている。

ＣＰＵ２１は、プログラムの命令を実行する演算回路を含むプロセッサである。ＣＰＵ２１は、ＨＤＤ２３に記憶されたプログラムやデータの少なくとも一部をＲＡＭ２２にロードし、プログラムを実行する。なお、ＣＰＵ２１は複数のプロセッサコアを備えてもよく、情報処理装置２０は複数のプロセッサを備えてもよく、以下で説明する処理を複数のプロセッサまたはプロセッサコアを用いて並列に実行してもよい。また、複数のプロセッサの集合（マルチプロセッサ）を「プロセッサ」と呼んでもよい。

ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１が実行するプログラムやＣＰＵ２１が演算に用いるデータを一時的に記憶する揮発性の半導体メモリである。なお、情報処理装置２０は、ＲＡＭ以外の種類のメモリを備えてもよく、複数個のメモリを備えてもよい。

ＨＤＤ２３は、ＯＳ（Operating System）やミドルウェアやアプリケーションソフトウェアなどのソフトウェアのプログラム、及び、データを記憶する不揮発性の記憶装置である。プログラムには、たとえば、図面データを部品ごとの図形データに分割する処理を情報処理装置２０に実行させる画像分割プログラムが含まれる。なお、情報処理装置２０は、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）などの他の種類の記憶装置を備えてもよく、複数の不揮発性の記憶装置を備えてもよい。

画像信号処理部２４は、ＣＰＵ２１からの命令にしたがって、情報処理装置２０に接続されたディスプレイ２４ａに画像を出力する。ディスプレイ２４ａとしては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）、有機ＥＬ（ＯＥＬ：Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなどを用いることができる。

入力信号処理部２５は、情報処理装置２０に接続された入力デバイス２５ａから入力信号を取得し、ＣＰＵ２１に出力する。入力デバイス２５ａとしては、マウスやタッチパネルやタッチパッドやトラックボールなどのポインティングデバイス、キーボード、リモートコントローラ、ボタンスイッチなどを用いることができる。また、情報処理装置２０に、複数の種類の入力デバイスが接続されていてもよい。

媒体リーダ２６は、記録媒体２６ａに記録されたプログラムやデータを読み取る読み取り装置である。記録媒体２６ａとして、たとえば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ：Magneto-Optical disk）、半導体メモリなどを使用できる。磁気ディスクには、フレキシブルディスク（ＦＤ：Flexible Disk）やＨＤＤが含まれる。光ディスクには、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が含まれる。

媒体リーダ２６は、たとえば、記録媒体２６ａから読み取ったプログラムやデータを、ＲＡＭ２２やＨＤＤ２３などの他の記録媒体にコピーする。読み取られたプログラムは、たとえば、ＣＰＵ２１によって実行される。なお、記録媒体２６ａは、可搬型記録媒体であってもよく、プログラムやデータの配布に用いられることがある。また、記録媒体２６ａやＨＤＤ２３を、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ということがある。

通信インタフェース２７は、ネットワーク２７ａに接続され、ネットワーク２７ａを介して他の情報処理装置と通信を行うインタフェースである。通信インタフェース２７は、スイッチなどの通信装置とケーブルで接続される有線通信インタフェースでもよいし、基地局と無線リンクで接続される無線通信インタフェースでもよい。

インタフェース２８は、図面データ取得装置２８ａに接続され、図面データ取得装置２８ａが送信する図面データの受信や、図面データ取得装置２８ａに対する、各種制御信号の送信などを行う。

次に、情報処理装置２０の機能及び処理手順を説明する。
図３は、情報処理装置の機能例を示すブロック図である。なお、図３では、図２に示した図面データ取得装置２８ａが、撮像素子２８ａ１、撮像素子コントローラ２８ａ２、ステージコントローラ２８ａ３、ステージ２８ａ４を有する装置である例が示されている。

情報処理装置２０は、データ読込部３１、撮像素子制御部３２、ステージ制御部３３、前処理部３４、粒子処理部３５、膨張処理部３６、図形追跡部３７、設定情報入力部３８、閾値処理部３９、分割処理部４０、出力部４１、記憶部４２を有する。記憶部４２は、たとえば、ＲＡＭ２２またはＨＤＤ２３に確保した記憶領域を用いて実装できる。その他のユニットは、たとえば、ＣＰＵ２１が実行するプログラムモジュールを用いて実装できる。

データ読込部３１は、撮像素子コントローラ２８ａ２からデジタルデータである図面データを読み込む。
撮像素子制御部３２は、撮像素子コントローラ２８ａ２を制御して撮像素子２８ａ１による撮像を行わせる。

ステージ制御部３３は、ステージコントローラ２８ａ３にステージ２８ａ４の位置調整を行わせる。
前処理部３４は、データ読込部３１から読み込まれた図面データに対して、２値化処理やノイズ除去処理などの前処理を行う。

粒子処理部３５は、前処理後の図面データ、または膨張処理後の図面データに対して、粒子処理を行う。粒子処理は、前述のように１または連続する複数の線分をそれぞれ囲う複数の矩形領域を生成する処理である。

膨張処理部３６は、各矩形領域に含まれる各線分を膨張させる膨張処理を行う。１回の膨張処理で膨張させる画素数（膨張量）は、たとえば、設定情報入力部３８から供給される。

図形追跡部３７は、粒子処理部３５が生成した複数の矩形領域の位置を特定する位置特定点の座標情報と、複数の矩形領域のそれぞれの更新後の位置特定点の位置の変化の許容範囲を示す許容範囲情報と、を記憶部４２に保持させる。以下では、位置特定点は、各矩形領域の左上頂点であるものとするが、これに限定されず、たとえば、右上頂点、左下頂点、または右下頂点などであってもよい。また、許容範囲は、たとえば、各矩形領域の左上頂点を中心に設定され、その大きさは、膨張量の大きさなどに基づいて適宜設定される。図形追跡部３７は、複数の矩形領域の更新が行われるたびに左上頂点座標を更新する。

さらに、図形追跡部３７は、左上頂点座標及び許容範囲情報に基づいて、ある矩形領域の更新後の位置特定点が、その矩形領域についての許容範囲内にない場合、その矩形領域が別の矩形領域に統合されたものとして、その矩形領域を更新対象から除外する。

また、図形追跡部３７は、粒子処理部３５が生成した複数の矩形領域のそれぞれの面積を算出する。
設定情報入力部３８は、入力デバイス２５ａから各種設定情報を入力する。設定情報には、たとえば、膨張量のほか、閾値ＴＨを算出するための分割対象領域の最小面積、最大アスペクト比、前述の許容範囲の大きさなどを含む。

閾値処理部３９は、閾値ＴＨを計算するとともに、矩形領域の面積増加率ΔＳＲを算出する。閾値ＴＨは、たとえば、分割対象領域の最小面積と最大アスペクト比と、膨張量とから計算される。閾値処理部３９は、たとえば、最小面積ｍｓ＝ｍｘ×ｍｙの、ｍｘ（ｘｙ座標系のｘ方向の画素数）とｍｙ（ｘｙ座標系のｙ方向の画素数）を、ｍｘ／ｍｙが最大アスペクト比ｍｒになるように決める。そして、膨張量をｄとすると、閾値処理部３９は、閾値ＴＨを、ＴＨ＝（（ｍｘ＋ｄ）×（ｍｙ＋ｄ））／ｍｓという式により算出することができる。たとえば、最小面積ｍｓ＝５０００、最大アスペクト比ｍｒ＝２の場合、ｍｘ＝１００（画素）、ｍｙ＝５０（画素）となり、ｄ＝３の場合、ＴＨ＝（１０３×５３）／（１００×５０）＝１．０９１８となる。

また、閾値処理部３９は、所定回数以上続けて膨張処理を行っても、面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下である矩形領域を、分割対象領域として決定する。なお、この所定回数は、たとえば、設定情報入力部３８が入力する設定情報に含まれる。

分割処理部４０は、決定された分割対象領域に含まれる各線分についての膨張前（０画素膨張時）の線分データを抽出する。分割処理部４０は、たとえば、分割対象領域内の各線分を、これまで膨張させた画素数分縮小することで、各線分を元の太さに戻し、その線分についての線分データを抽出する。また、分割処理部４０は、決定された分割対象領域に含まれる各線分と、膨張処理を行う以前の図面データとの論理積処理を行うことで、両データにおいて位置が重なる線分についての線分データを抽出するようにしてもよい。

出力部４１は、抽出した線分データを、ディスプレイ２４ａに表示させる。なお、出力部４１は、線分データを、他の部品に関する線分データとは区別して、記憶部４２に記憶してもよい。また、出力部４１は、分割処理途中の情報である、各膨張処理の結果や、各粒子処理の結果についても、ディスプレイ２４ａに表示させてもよい。

記憶部４２は、各矩形領域の左上頂点座標、各矩形領域の更新後の左上頂点の位置の変化の許容範囲を示す許容範囲情報、各矩形領域の面積、閾値ＴＨなどを記憶する。
図４は、分割処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、データ読込部３１は、撮像素子コントローラ２８ａ２からデジタルデータである図面データを読み込む（ステップＳ１）。なお、図面データの読み込みのための準備として、たとえば、以下の処理が行われる。まず、図示していないハンドラ装置などによって紙図面がステージ２８ａ４上に設置される。

図５は、紙図面の一例を示す図である。
図５に示されている紙図面５０には、複数の部品の形状を表す形状線と、複数の部品についての寸法を表す寸法線などが描画されている。

なお、紙図面５０において、各部品の形状線や寸法線などは、他の部品についての形状線や寸法線などと見分けがつくように、部品ごとに位置的に適切に離れて描画されている。また、各部品の形状線と寸法線などは、隣接部品の一部だと誤認されない程度の距離以下、離して描画されている。

紙図面５０のステージ２８ａ４上への設置が完了した場合、設置が完了したことを示す信号が、たとえば、入力デバイス２５ａによってステージ制御部３３に通知される。ステージ制御部３３は、ステージコントローラ２８ａ３を制御してステージ２８ａ４を動かし、紙図面５０全体または紙図面５０において分割（抽出）対象とする各部品を含む領域が、撮像素子２８ａ１の視野内に入るように調整を行う。調整が完了したことを示す信号が、たとえば、入力デバイス２５ａによって撮像素子制御部３２に通知されると、撮像素子制御部３２は、撮像素子コントローラ２８ａ２を制御して撮像素子２８ａ１による撮像を行わせる。撮像素子コントローラ２８ａ２は、撮像素子２８ａ１から供給される図面データをデジタルデータに変換する。

データ読込部３１による図面データの読み込み後、前処理部３４は、読み込まれた図面データに対して、２値化処理やノイズ除去処理を行う（ステップＳ２）。ノイズ除去処理は、たとえば、孤立点の除去などを含む。

図６は、２値化処理及びノイズ除去処理後の図面データの一例を示す図である。
図６の例では、図５に示した紙図面５０に対応した図面データ５１の例が示されている。

粒子処理部３５は、前処理部３４による処理後の図面データ５１に対して、粒子処理を行う（ステップＳ３）。
図７は、粒子処理を説明する図である。

図７には、１つの部品に関する形状線５１ａと寸法線５１ｂ，５１ｃが示されている。形状線５１ａ、寸法線５１ｂ，５１ｃのそれぞれは、値が０の画素値をもつ複数の画素（矩形で図示されている）の連なりで表される。粒子処理は、１または連続する複数の線分をそれぞれ囲う複数の矩形領域を生成する処理である。すなわち、値が０の画素値をもつ複数の画素の連なりが１つの固まりとして認識される。図７の例では、粒子処理によって、形状線５１ａを囲う矩形領域５２ａ、寸法線５１ｂを囲う矩形領域５２ｂ、寸法線５１ｃを囲う矩形領域５２ｃが生成されている。

図８は、図６に示した図面データに対する粒子処理結果の例を示す図である。
図面データ５１に対する粒子処理により、図８に示すような複数の矩形領域（破線で示されている）が生成される。図７に示したように、１つの部品に関する形状線や寸法線は離れて配置されているため、それぞれに対して別々の矩形領域が生成されている。

なお、矩形領域には最小面積や最大面積が設定されていてもよく、たとえば、矩形領域の面積が非常に小さくなる文字などの線分データや、矩形領域の面積が非常に大きくなる図枠などの線分データに対しては、矩形領域が生成されないようにしてもよい。

次に、図形追跡部３７は、粒子処理部３５が生成した複数の矩形領域を注目図形（更新対象の矩形領域）として設定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理において、図形追跡部３７は、注目図形である複数の矩形領域の位置を特定する各矩形領域の左上頂点座標と、複数の矩形領域のそれぞれの更新後の左上頂点の位置の変化の許容範囲を示す許容範囲情報と、を記憶部４２に保持させる。

また、図形追跡部３７は、粒子処理部３５が生成した複数の矩形領域のそれぞれの面積を算出する（ステップＳ５）。なお、図形追跡部３７は、算出した面積を記憶部４２に保持させる。

その後、設定情報入力部３８から供給される膨張量が、膨張処理部３６に設定され（ステップＳ６）、膨張処理部３６は、各矩形領域に含まれる図形データの各線分を膨張させる膨張処理を行う（ステップＳ７）。

そして、粒子処理部３５は、膨張処理後の図面データに対して、再び粒子処理を行う（ステップＳ８）。
図９は、膨張処理後の粒子処理例を示す図である。

図９には、図７に示した１つの部品に関する形状線５１ａと寸法線５１ｂ，５１ｃに対する、膨張量を１画素とした膨張処理の例が示されている。図９の例では、膨張処理により、形状線５１ａと寸法線５１ｂ，５１ｃが互いに接触している。そのため、粒子処理により、形状線５１ａ、寸法線５１ｂ，５１ｃを含む１つの矩形領域５２が生成される。なお、部品ごとに、１つの部品に関する形状線や寸法線などが全て互いに接触する膨張量は異なる場合が多い。

その後、図形追跡部３７は、ステップＳ８の粒子処理によって生成された各矩形領域の面積を算出する（ステップＳ９）。なお、図形追跡部３７は、算出した面積を記憶部４２に保持させる。

また、図形追跡部３７は、左上頂点座標及び許容範囲情報に基づいて、膨張処理による各矩形領域の位置特定点（左上頂点）の位置の変化と許容範囲との関係を検出する（ステップＳ１０）。そして、図形追跡部３７は、ある矩形領域の左上頂点が、膨張処理前（更新前）のその矩形領域についての許容範囲内にない場合、その矩形領域を更新対象（注目図形）から除外するように、注目図形の更新を行う（ステップＳ１１）。

閾値処理部３９は、記憶部４２に記憶されている矩形領域の更新前の面積と更新後の面積（統合される場合は統合によって生成された矩形領域の面積）に基づいて、各矩形領域の面積増加率ΔＳＲを算出する（ステップＳ１２）。

そして、閾値処理部３９は、面積増加率ΔＳＲが、予め計算した閾値ＴＨより大きい矩形領域があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。閾値ＴＨより大きい矩形領域がない場合、ステップＳ６からの処理が繰り返される。閾値ＴＨより大きい矩形領域がある場合、閾値処理部３９は、所定回数（ｎ回）以上続けて膨張処理を行っても、面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下であった矩形領域があるか否かを判定する（ステップＳ１４）。そのような矩形領域がない場合、ステップＳ６からの処理が繰り返される。そのような矩形領域がある場合、その矩形領域に対する図形分割及び出力が行われる（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理では、閾値処理部３９は、その矩形領域を、分割対象領域として決定し、分割処理部４０は、分割対象領域に含まれる各線分についての膨張前の線分データを抽出する。そして、出力部４１は、抽出した線分データを、ディスプレイ２４ａに表示させる。

その後、閾値処理部３９は、注目図形のうち未分割のもの（未分割図形）があるか否かを判定する（ステップＳ１６）。未分割図形がある場合、ステップＳ６からの処理が繰り返され、未分割図形がない場合、分割処理が終了する。

なお、上記の各ステップの順序は上記の順序に限定されるものではない。
以下、説明を簡単にするために、２つの部品についての上記フローチャートの手順を用いた分割処理の例を説明する。なお、以下の例では、ステップＳ１４の処理で用いられる所定回数（ｎ回）が２回であるものとして説明する。

図１０は、膨張処理が行われていないときに生成される矩形領域と左上頂点の位置の変化の許容範囲の例を示す図である。
図１０では、２つの部品についての線分データに対して生成された矩形領域６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅの例が示されている。矩形領域６０ａは、１つ目の部品の形状線を囲うように生成され、矩形領域６０ｂは、１つ目の部品の寸法線を囲うように生成されている。矩形領域６０ｃは、２つ目の部品の形状線を囲うように生成され、矩形領域６０ｄ，６０ｅは、２つ目の部品の各寸法線を囲うように生成されている。許容範囲６１ａは、矩形領域６０ａの左上頂点を中心に設定されており、許容範囲６１ｂは、矩形領域６０ｂの左上頂点を中心に設定されている。許容範囲６１ｃは、矩形領域６０ｃの左上頂点を中心に設定されており、許容範囲６１ｄは、矩形領域６０ｄの左上頂点を中心に設定されており、許容範囲６１ｅは、矩形領域６０ｅの左上頂点を中心に設定されている。

図１１は、１回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 図１１の例では、１回目の膨張処理後の粒子処理によって、図１０に示した矩形領域６０ａ，６０ｂに含まれていた形状線と寸法線とが接触するため、矩形領域６０ａ，６０ｂは統合されて、図１１では矩形領域６２ａが生成されている。矩形領域６２ａの左上頂点は許容範囲６１ａ内にあるため、矩形領域６２ａは、図１０の矩形領域６０ａと紐付けられ、ステップＳ１１の処理では、注目図形として採用される。一方、許容範囲６１ｂには、図１０の矩形領域６０ｂに対応する矩形領域の左上頂点がないため、矩形領域６０ｂに対応する矩形領域は注目図形から除外される。なお、矩形領域６０ｂは、２回以上続けて膨張処理を行っても面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下であった注目図形には該当しないため、分割対象領域にはならない。

また、図１０に示した矩形領域６０ｃ～６０ｅのそれぞれに含まれていた各線分は、１回目の膨張処理を行っても、矩形領域６０ｃ～６０ｅの間での接触は生じない。そのため統合は生じず、矩形領域６０ｃ～６０ｅは、それぞれ膨張処理によって面積が広がり、図１１に示すように、矩形領域６２ｂ，６２ｃ，６２ｄに更新されている。矩形領域６２ｂの左上頂点は許容範囲６１ｃ内にあるため、矩形領域６２ｂは、図１０の矩形領域６０ｃと紐付けられる。矩形領域６２ｃの左上頂点は許容範囲６１ｄ内にあるため、矩形領域６２ｃは、図１０の矩形領域６０ｄと紐付けられる。矩形領域６２ｄの左上頂点は許容範囲６１ｅ内にあるため、矩形領域６２ｄは、図１０の矩形領域６０ｅと紐付けられる。これにより、矩形領域６２ｂ～６２ｄは、ステップＳ１１の処理では、注目図形として採用される。

図１２は、２回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 図１１に示した矩形領域６２ａに含まれていた各線分は、２回目の膨張処理を行っても、他の矩形領域の各線分との接触は生じない。そのため統合は生じず、矩形領域６２ａは、膨張処理によって面積が広がり、図１２に示すように、矩形領域６３ａに更新されている。矩形領域６３ａの左上頂点は許容範囲６１ａ内にあるため、矩形領域６３ａは、図１１の矩形領域６２ａと紐付けられ、ステップＳ１１の処理では、注目図形として採用される。

一方、２回目の膨張処理後の粒子処理によって、図１１に示した矩形領域６２ｂ～６２ｄに含まれていた図形データの各線分が、矩形領域６２ｂ～６２ｄの間で互いに接触する。そのため、矩形領域６２ｂ～６２ｄは統合されて、図１２では矩形領域６３ｂが生成されている。矩形領域６３ｂの左上頂点は許容範囲６１ｄ内にあるため、矩形領域６３ｂは、図１１の矩形領域６２ｃと紐付けられ、ステップＳ１１の処理では、注目図形として採用される。一方、許容範囲６１ｃ，６１ｅには、図１１の矩形領域６２ｂ，６２ｄに対応する矩形領域の左上頂点がないため、矩形領域６２ｂ，６２ｄに対応する矩形領域は注目図形から除外される。

図１３は、３回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 図１２に示した矩形領域６３ａに含まれていた各線分は、３回目の膨張処理を行っても、矩形領域６３ｂの各線分との接触は生じない。そのため統合は生じず、矩形領域６３ａ，６３ｂは、膨張処理によって面積が広がり、図１３に示すように、矩形領域６４ａ，６４ｂに更新されている。矩形領域６４ａの左上頂点は許容範囲６１ａ内にあるため、矩形領域６４ａは、図１２の矩形領域６３ａと紐付けられ、矩形領域６４ｂの左上頂点は許容範囲６１ｄ内にあるため、矩形領域６４ｂは、図１２の矩形領域６３ｂと紐付けられる。そのため、矩形領域６４ａ，６４ｂは、ステップＳ１１の処理では、注目図形として採用される。

図１４は、４回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 図１３に示した矩形領域６４ａに含まれていた各線分は、４回目の膨張処理を行っても、矩形領域６４ｂの各線分との接触は生じない。そのため統合は生じず、矩形領域６４ａ，６４ｂは、膨張処理によって面積が広がり、図１４に示すように、矩形領域６５ａ，６５ｂに更新されている。矩形領域６５ａの左上頂点は許容範囲６１ａ内にあるため、矩形領域６５ａは、図１３の矩形領域６４ａと紐付けられ、矩形領域６５ｂの左上頂点は許容範囲６１ｄ内にあるため、矩形領域６５ｂは、図１３の矩形領域６４ｂと紐付けられる。そのため、矩形領域６５ａ，６５ｂは、ステップＳ１１の処理では、注目図形として採用される。

図１５は、５回目の膨張処理後に生成される矩形領域と許容範囲の例を示す図である。 図１４に示した矩形領域６５ａに含まれていた線分は、５回目の膨張処理によって、矩形領域６５ｂの線分と接触する。そのため、矩形領域６５ａ，６５ｂは統合されて、図１５では矩形領域６６が生成されている。許容範囲６１ａ，６１ｄには、図１４の矩形領域６４ａ，６４ｂに対応する矩形領域の左上頂点がないため、矩形領域６４ａ，６４ｂに対応する矩形領域は注目図形から除外される。ただし、矩形領域６４ａ，６４ｂは、２回以上続けて膨張処理を行っても面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下であった矩形領域に該当する場合、分割対象領域となる。

図１６は、上記各膨張処理前後の粒子処理によって生成される矩形領域についての情報の例を示す図である。
図１６には、図１０～図１５に示した各膨張処理前後の粒子処理によって生成される矩形領域の左上頂点座標と面積の例が示されている。膨張画素数が０の場合、図１０に示したような５つの矩形領域６０ａ～６０ｅの左上頂点座標と面積が求められ、１回目の膨張処理後には、図１１に示した４つの矩形領域６２ａ～６２ｄの左上頂点座標と面積が求められる。また、２回目の膨張処理後には、図１２に示した２つの矩形領域６３ａ，６３ｂの左上頂点座標と面積が求められ、３回目の膨張処理後には、図１３に示した２つの矩形領域６４ａ，６４ｂの左上頂点座標と面積が求められる。また、４回目の膨張処理後には、図１４に示した２つの矩形領域６５ａ，６５ｂの左上頂点座標と面積が求められ、５回目の膨張処理後には、図１５に示した１つの矩形領域６６の左上頂点座標と面積が求められる。図１６に示すような情報は、記憶部４２に保持される。

図１７は、膨張画素数と面積との関係の例を示す図である。図１７において、横軸は膨張画素数を表し、縦軸は図１０に示した１つ目の部品の形状線を含む矩形領域の面積を表す。図１７では、図１０～図１５に示した各膨張処理における膨張量を３画素としたときの、１つ目の部品の形状線を含む矩形領域の面積の変化の例が示されている。膨張画素数が０のときの面積は、図１０に示した矩形領域６０ａの面積に相当し、膨張画素数が３画素のときの面積は、図１１に示した矩形領域６２ａの面積に相当する。１回目の膨張処理では、矩形領域の統合が起きるため面積が大きく増加している。膨張画素数が６，９，１２のときの面積は、図１２～図１４に示した矩形領域６３ａ，６４ａ，６５ａの面積に相当し、矩形領域の統合が起こらないため面積の増加は小さい。膨張画素数が１５のときの面積は、図１５に示した矩形領域６６の面積に相当する。５回目の膨張処理では、矩形領域の統合が起きるため面積が大きく増加している。

図１８は、膨張画素数と面積増加率との関係を示す図である。図１８において、横軸は膨張画素数を表し、縦軸は図１０に示した１つ目の部品の形状線を含む矩形領域についての面積増加率ΔＳＲを表す。図１８の例では、２～４回目の膨張処理のとき（膨張画素数が６，９，１２）、面積増加率ΔＳＲは、閾値ＴＨ以下となっている。つまり、２回以上続けて膨張処理を行っても面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下である。そのため、たとえば、膨張画素数が１２のときの矩形領域６５ａが、分割対象領域となる。

以上のような分割処理を行うことで、たとえば、図６に示したような図面データ５１に対しても適切な分割処理が可能となる。
図１９は、図面データに対して適切に決定された各分割対象領域の例を示す図である。

図１９では、図面データ５１に対して決定された、各部品に関する図形データをそれぞれ含む分割対象領域７０，７１，７２，７３が示されている。
以上のように、第２の実施の形態の情報処理装置２０では、粒子処理と膨張処理を繰り返したとき、面積増加が安定している（たとえば、上記のように２回数以上続けて面積増加率ΔＳＲが閾値ＴＨ以下である）矩形領域を分割対象領域としている。このため、第１の実施の形態の情報処理装置１０と同様に、部品ごとに適切な膨張量のときに分割対象領域が決定される。つまり分割対象領域が最適化される。これにより、複数の部品に関する線分データを部品ごとに分割する際の分割誤りの発生を抑制できる。

また、各矩形領域の位置特定点の変化と、各矩形領域の更新後の位置特定点の位置の変化の許容範囲との関係に基づいて更新対象とする矩形領域（注目図形）が更新されるため、更新前後の矩形領域の紐付けが可能となり、注目図形の追跡が可能となる。

なお、前述のように、上記の処理内容は、情報処理装置２０にプログラムを実行させることで実現できる。
プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（たとえば、記録媒体２６ａ）に記録しておくことができる。記録媒体として、たとえば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどを使用できる。磁気ディスクには、ＦＤ及びＨＤＤが含まれる。光ディスクには、ＣＤ、ＣＤ－Ｒ（Recordable）／ＲＷ（Rewritable）、ＤＶＤ及びＤＶＤ－Ｒ／ＲＷが含まれる。プログラムは、可搬型の記録媒体に記録されて配布されることがある。その場合、可搬型の記録媒体から他の記録媒体（たとえば、ＨＤＤ２３）にプログラムをコピーして実行してもよい。

以上、実施の形態に基づき、本発明の情報処理装置及び画像分割プログラムの一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。

１０ 情報処理装置
１０ａ 処理部
１０ｂ 記憶部
１１ 図面データ取得装置
１２ 紙図面
１２ａ，１２ｂ 部品
１３ａ～１３ｅ，１４ａ～１４ｄ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ 矩形領域

Claims (5)

1. 複数の部品が描画された図面を変換したデジタルデータである図面データに基づいて、前記複数の部品の何れかに関する１または連続する複数の線分をそれぞれ囲う複数の矩形領域を生成し、
   設定された膨張量に基づいて、前記複数の矩形領域のそれぞれに含まれる各線分を膨張させ、
   膨張後の前記各線分に基づいて、前記複数の矩形領域を更新するとともに、前記各線分の膨張によって互いに接触する線分を含む矩形領域同士を統合し、
   前記各線分を膨張させる膨張処理を所定回数以上続けて行っても、各膨張処理の前の面積に対する面積増加率が閾値以下である矩形領域に含まれる前記各線分についての膨張前の線分データを抽出する、
   処理部と、
   前記閾値を記憶する記憶部と、
   を有する情報処理装置。
2. 前記１または連続する複数の線分は、前記複数の部品の何れかに関する形状線または寸法線を表し、
   前記処理部は、前記膨張処理を繰り返すことで、それぞれが、１つの部品に関する前記形状線と前記寸法線を含む、前記複数の部品の数に対応した数の矩形領域を生成する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記処理部は、
   前記複数の矩形領域のそれぞれの位置を特定する位置特定点の座標情報と、前記複数の矩形領域のそれぞれの更新後の前記位置特定点の位置の変化の許容範囲を示す許容範囲情報と、を前記記憶部に保持させ、前記複数の矩形領域の更新が行われるたびに前記座標情報を更新し、
   前記座標情報及び前記許容範囲情報に基づいて、前記複数の矩形領域のうちの第１の矩形領域の更新後の前記位置特定点が、前記第１の矩形領域についての前記許容範囲内にある場合、更新後の前記第１の矩形領域を再び更新対象として採用する、
   請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. 前記処理部は、
   前記座標情報及び前記許容範囲情報に基づいて、前記第１の矩形領域の更新後の前記位置特定点が、前記第１の矩形領域についての前記許容範囲内にない場合、前記第１の矩形領域が前記複数の矩形領域のうちの第２の矩形領域に統合されたものとして、前記第１の矩形領域を更新対象から除外する、
   請求項３に記載の情報処理装置。
5. 複数の部品が描画された図面を変換したデジタルデータである図面データに基づいて、前記複数の部品の何れかに関する１または連続する複数の線分をそれぞれ囲う複数の矩形領域を生成し、
   設定された膨張量に基づいて、前記複数の矩形領域のそれぞれに含まれる各線分を膨張させ、
   膨張後の前記各線分に基づいて、前記複数の矩形領域を更新するとともに、前記各線分の膨張によって互いに接触する線分を含む矩形領域同士を統合し、
   前記各線分を膨張させる膨張処理を所定回数以上続けて行っても、各膨張処理の前の面積に対する面積増加率が閾値以下である矩形領域に含まれる前記各線分についての膨張前の線分データを抽出する、
   処理をコンピュータに実行させる画像分割プログラム。

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